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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurement of the associated production of a Z boson with charm or bottom quark jets in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=$$ 13 TeV

Journal Article · · Physical Review. D.
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Ratios of cross sections, $$\sigma$$(Z+c jets)/$$\sigma$$(Z+jets), $$\sigma$$(Z+b jets)/$$\sigma$$(Z+jets), and $$\sigma$$(Z+c jets)/$$\sigma$$(Z+b jets) in the associated production of a Z boson with at least one charm or bottom quark jet are measured in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=$$ 13 TeV. The data sample, collected by the CMS experiment at the CERN LHC, corresponds to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{-1}$$, with a fiducial volume of $$p_\mathrm{T}>$$ 30 GeV and $$|\eta|<$$ 2.4 for the jets, where $$p_\mathrm{T}$$ and $$\eta$$ represent transverse momentum and pseudorapidity, respectively. The Z boson candidates come from leptonic decays into electrons or muons with $$p_\mathrm{T}>$$ 25 GeV and $$|\eta|<$$ 2.4, and the dilepton mass satisfies 71 $$\lt m_\mathrm{Z}\lt$$ 111 GeV. The measured values are $$\sigma$$(Z+c jets)/$$\sigma$$(Z+jets) = 0.102 $$\pm$$ 0.002 $$\pm$$ 0.009, $$\sigma$$(Z+b jets)/$$\sigma$$(Z+jets) = 0.0633 $$\pm$$ 0.0004 $$\pm$$ 0.0015, and $$\sigma$$(Z+c jets)/$$\sigma$$(Z+b jets) = 1.62 $$\pm$$ 0.03 $$\pm$$ 0.15. Results on the inclusive and differential cross section ratios as functions of jet and Z boson transverse momentum are compared with predictions from leading and next-to-leading order perturbative quantum chromodynamics calculations. These are the first measurements of the cross section ratios at 13 TeV, and the measurement precision is better than that of the current theoretical predictions.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); Kavli Foundation; Nvidia Corporation; SuperMicro Corporation; Welch Foundation; Weston Havens Foundation
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; C-1845; SC0010005
OSTI ID:
1596044
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1721480
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-20-036-CMS; arXiv:2001.06899; CMS-SMP-19-004; CERN-EP-2019-262; oai:inspirehep.net:1776758; TRN: US2101821
Journal Information:
Physical Review. D., Vol. 102, Issue 3; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 4 works
Citation information provided by
Web of Science

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FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
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Comparative study of various algorithms for the merging of parton showers and matrix elements in hadronic collisions journal December 2007
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
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Herwig++ physics and manual journal November 2008
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Performance of electron reconstruction and selection with the CMS detector in proton-proton collisions at √ s = 8 TeV journal June 2015
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Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Geant4—a simulation toolkit
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The CMS trigger system journal January 2017
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